裝配式鋼(gang)結構排(pai)水箱涵

背(bei)景技術介紹

一、現澆及預制鋼筋混(hun)凝土結構箱涵

由鋼筋(jin)混(hun)凝土或圬工材料制成箱(xiang)形管節的涵洞，可(ke)用(yong)來輸水(shui)、排水(shui)、蓄水(shui)、行(xing)洪，過(guo)人及車輛通(tong)過(guo)。箱(xiang)涵施工一般采(cai)用(yong)現澆，也有部(bu)分采(cai)用(yong)預(yu)制砼。其優缺點如下：

二、大口徑鋼質排水波紋管

波紋鋼(gang)埋置(zhi)式結構涵洞、通道在國外(wai)已有百(bai)余年(nian)的(de)悠久歷(li)史和(he)成功(gong)應用案例，國內外(wai)的(de)工程(cheng)實踐證明，波紋鋼(gang)埋置(zhi)式結構由于(yu)具有良(liang)好(hao)的(de)變形適(shi)應能力，特別適(shi)用于(yu)常年(nian)凍土(tu)、膨脹土(tu)、軟土(tu)以及濕陷性黃(huang)土(tu)等不(bu)良(liang)地質條件(jian)和(he)高填方路段及地震(zhen)地區的(de)涵洞和(he)通道，以及長距(ju)離排水排洪管(guan)道。波紋(wen)鋼管埋置式(shi)結構(gou)始于(yu)19世紀末，百(bai)余(yu)年(nian)來隨著波紋鋼埋置式(shi)結構(gou)的不斷(duan)普(pu)及及應用，其(qi)已(yi)成(cheng)為一種比較成熟的結構形式(shi)。

其具有如下優缺(que)點：

1、優(you)點：

（1）、工廠化、標準化生產，有利于控制質量；

（2）、造(zao)價低；

（3）、施工簡便，大幅縮短工期(qi)；

（4）、減少因施工阻礙交通的時(shi)間，降低社(she)會影響；

（5）、減少施工現場污染(ran)、低碳環(huan)保；

（6）、可制成大(da)跨(kua)徑結構，國內最大(da)口徑已(yi)達10米；

2、缺(que)點：

（1）、分片拼裝式波紋鋼結構，每片波紋鋼板面積只有2～3平方米，單節長度沿縱向長度只有1～1.5米，并且要求錯縫拼裝，接縫多。

（2）、每片板的(de)四(si)周有螺(luo)栓(shuan)孔，分布在管(guan)(guan)壁(bi)的(de)縱向(xiang)(xiang)和(he)周向(xiang)(xiang)，這些螺(luo)栓(shuan)孔是直接(jie)穿透管(guan)(guan)壁(bi)的(de)，漏水現象普遍。

（3）、只(zhi)有(you)圓形結構，截面形狀受(shou)限，流(liu)量受(shou)影(ying)響，圓形斷面無(wu)法設置抗上浮(fu)結構，只(zhi)能深(shen)埋。

（4）、管體形變大，非常依(yi)賴于周圍結(jie)構性(xing)回(hui)填的(de)質(zhi)量，但圓管涵左右下角(jiao)的(de)楔(xie)形部位，很(hen)難回(hui)填及密實，造成管體施工和運(yun)行過程中變形。

（5）、防腐方式單(dan)一，僅采取熱浸鍍鋅(xin)防腐方式，對于污水工程難(nan)以滿(man)足(zu)其設計要求。

（6）、底(di)部(bu)波(bo)紋形(xing)狀流阻大(da)，易淤積泥沙，易對(dui)管道(dao)底(di)部(bu)防腐(fu)層磨(mo)損，減(jian)低壽命。

二、在(zai)編標準

中國工程建設標準化協會CECS標準《裝配(pei)式鋼結構排水箱涵工程技術規(gui)程》

主編單位(wei)：河(he)海大學、南京(jing)聯眾(zhong)工程技術有限公司

參編(bian)單(dan)位(wei)：中(zhong)(zhong)國市(shi)政工(gong)程(cheng)華北設計研究總院、中(zhong)(zhong)國市(shi)政工(gong)程(cheng)中(zhong)(zhong)南設計研究院、北(bei)京(jing)市(shi)政設(she)計(ji)研(yan)究總(zong)院(yuan)、上海(hai)市(shi)政工程(cheng)設(she)計(ji)研(yan)究總(zong)院(yuan)、中建(jian)(jian)三局、中建(jian)(jian)水(shui)務集團、中國電(dian)建(jian)(jian)集團華東(dong)勘測設計(ji)(ji)研究院(yuan)(yuan)有限(xian)公司、廣東(dong)省建(jian)(jian)筑(zhu)設計(ji)(ji)研究院(yuan)(yuan)、南京(jing)市政設計(ji)(ji)研究院(yuan)(yuan)、合肥市政設計(ji)(ji)院(yuan)(yuan)、江(jiang)蘇省水(shui)科(ke)設計(ji)(ji)院(yuan)(yuan)、南京水利科學研究院

三、各項檢測報告

四、論證報告及關(guan)鍵結論

參與論(lun)證單位：

南京市江北新區(qu)公共工程建設中心、東南大學、上(shang)海(hai)市政工程(cheng)設計研究總(zong)院（集(ji)團）有限公司、中鐵十七局集團有(you)限(xian)公司、中國科學院、中國市政(zheng)工(gong)程華北設(she)計研(yan)(yan)究總院、江蘇(su)省建筑(zhu)(zhu)工(gong)程質量(liang)檢測中心有(you)限公司、南(nan)京市江北新區廣(guang)聯管廊建設(she)有(you)限公司、哈爾濱工(gong)業(ye)大學、同濟大學、深圳市政(zheng)設(she)計研(yan)(yan)究所、河海大學、南(nan)京工(gong)業(ye)大學、中國建筑(zhu)(zhu)股份公司技(ji)術中心、江蘇(su)省建筑(zhu)(zhu)科學研(yan)(yan)究院

關鍵結論；

1、關鍵技(ji)術(shu)指標達(da)到了(le)國家標準(zhun)GB50838-2015《城市綜合管廊工(gong)程技術規(gui)范(fan)》的各項要求，完全滿(man)足(zu)工(gong)程應用(yong)需要，為全面推廣應用(yong)提供了技術支撐；

2、裝配式方拱形多艙(cang)鋼結構(gou)地下(xia)(xia)綜合管(guan)廊(lang)技術(shu)具有(you)獨特的技術(shu)創新性、先進性和應用(yong)性，符合我國綠色(se)發展(zhan)、智(zhi)能(neng)制(zhi)造、供給側(ce)改革，以及(ji)預(yu)制(zhi)裝配式地下(xia)(xia)建筑和綜合管(guan)廊(lang)建設產(chan)業(ye)發展(zhan)方向，預(yu)期(qi)經濟效益、社會效益和環境(jing)效益顯著，具有(you)廣(guang)泛的推(tui)廣(guang)應用(yong)前景(jing)。

3、為形成具(ju)有中國特色(se)、國際先進的(de)綜合管廊(lang)綠色(se)建造，提供(gong)技術支(zhi)撐。

十(shi)三、防腐蝕方式

根據(ju)排水箱涵國家標(biao)準中的(de)要(yao)求(qiu)，結構壽命(ming)不少于(yu)75年(nian)。裝(zhuang)配式鋼結構排水箱涵波紋鋼板及(ji)相關構件，要進(jin)行強防腐設計。

防腐蝕技術(shu)關鍵要求：

鋼(gang)結構(gou)箱涵必須設置雙重防腐蝕(shi)方式(shi)，第一重防腐蝕(shi)措施(shi)，能夠單獨保(bao)證(zheng)或與第二(er)重防腐措施(shi)共同(tong)保(bao)證(zheng)，結構件大于75年壽命。其中的第(di)二重(zhong)(zhong)防腐措施，能防止鋼構件的第(di)一重(zhong)(zhong)防腐層，在(zai)運輸或施工過程(cheng)中碰(peng)撞受(shou)傷(shang)(shang)，而(er)形成(cheng)局部腐蝕(shi)(shi)或點腐蝕(shi)(shi)，并(bing)能保(bao)證受(shou)傷(shang)(shang)處耐腐蝕(shi)(shi)壽命(ming)大(da)于75年。

第二重防腐措施，預設的受(shou)傷(shang)面(mian)狀況如下：每平方米受(shou)傷(shang)點的總(zong)面(mian)積是(shi)100cm²~200 cm²，相(xiang)當于有(you)100個~200個花生米大小的破損點，但實際情況下(xia)是不可(ke)能有(you)如此多破損的，并且是絕大部分情(qing)況下沒(mei)有任何破損(sun)點。即使(shi)有肉眼(yan)可見(jian)的破損點，在施(shi)工(gong)時都會(hui)發現，并按(an)標準修復。

目前(qian)，國內外埋地(di)鋼結構(gou)管道(dao)的長效防腐(fu)方式有(you)如下(xia)兩種。

（一）非金屬熱熔結FBE復(fu)合層技術（FBE技術(shu)）

技(ji)術簡(jian)介(jie)：內外面(mian)每面(mian)熱熔結(jie)環氧FBE層(ceng)，其中與土壤接(jie)觸一(yi)側的FBE層的厚度不小于(yu)400um，另一(yi)側的厚(hou)度不小于350um。另外(wai)，設置(zhi)服役(yi)年限不小(xiao)于75年的陰極(ji)保護(hu)裝置(zhi)，以防止運輸及(ji)施工過(guo)程中撞傷部位形(xing)成局部腐蝕(shi)或點腐蝕(shi)。

特點：

1、適用于任(ren)何腐蝕(shi)性介質及地質狀況；

2、耐強腐(fu)蝕，多用于海水及污水化工行業；

3、耐(nai)沖刷及(ji)磨(mo)損，多用于化工(gong)行業(ye)水泵、葉輪、閥門、管道內壁；

4、壽命長：港珠澳大橋及(ji)杭(hang)州灣大橋海(hai)水中的鋼管樁使用該(gai)防腐技術，防腐年限分別是(shi)100年和(he)120年。耐海(hai)水腐蝕(shi)，海(hai)水及(ji)泥砂沖刷，耐海(hai)水與淡(dan)水交替腐蝕(shi)，耐海(hai)洋(yang)生(sheng)物腐蝕(shi)，耐打入泥沙時的樁擊。

（二）熱浸鍍鋅防(fang)腐技術

技術簡介：熱浸鍍鋅(xin)，鋅(xin)層(ceng)厚度不小(xiao)于1200克/平方(fang)米（雙面(mian)(mian)合(he)計），且內外面(mian)(mian)的每面(mian)(mian)鋅(xin)層(ceng)厚度不小(xiao)于86um。

此防腐方式適用于(yu)滿(man)足以(yi)下全部條件的區域：

1、箱涵內流通介質(zhi)為雨水，且雨水泥沙量少；

2、土(tu)壤及回填料(liao)PH值在(zai)5~8之間；

3、所在區域(yu)20公里(li)內無礦井或工業(ye)腐蝕性徑流；

4、土壤電阻率大于2000Ω?cm；

5、非(fei)鹽(yan)堿地帶。

案例(li)：二戰期(qi)間云(yun)南滇緬公路(lu)排水涵管

1942年完成的(de)云(yun)南滇緬遠征(zheng)軍公路采用(yong)熱鍍鋅(xin)鋼管作為排水(shui)涵洞，狀態(tai)良(liang)好，至今仍在使(shi)用(yong)中，已使(shi)用(yong)81年(nian)。

二十、總結

（一）結構強度

強度遠高于鋼(gang)筋(jin)混凝土結構箱涵，可以深埋(mai)(mai)，埋(mai)(mai)深達(da)20米。

（二）防腐壽(shou)命

雙重強腐蝕：第一重防腐層是保(bao)證75年防腐(fu)蝕(shi)壽命；第二(er)重防腐(fu)蝕(shi)是陰極保護，防止結構件表面碰撞(zhuang)受傷(shang)(shang)后產生(sheng)局(ju)部(bu)腐(fu)蝕(shi)，保證受傷(shang)(shang)處耐腐(fu)蝕(shi)75年。

（三）密封性能(neng)

廊壁上無(wu)任何穿透孔，密封能(neng)達(da)到30米(mi)高水柱，并在(zai)所有(you)接縫處預留(liu)有(you)補漏(lou)節點，非(fei)常(chang)適(shi)合于倒虹吸(xi)箱涵。

（四）耐火性(xing)能

疏導法耐(nai)火三小時。

（五）抗(kang)地震(zhen)、耐不均(jun)勻沉降

（六(liu)）施工(gong)

①裝(zhuang)(zhuang)配式(shi)結(jie)構(gou)(gou)，結(jie)構(gou)(gou)體工(gong)期是現澆混(hun)凝(ning)土結(jie)構(gou)(gou)的(de)三分之一至五(wu)分之一，是裝(zhuang)(zhuang)配式(shi)混(hun)凝(ning)土工(gong)期的(de)一半(ban)，是普通的(de)涵(han)洞型鋼波紋管(guan)結(jie)構(gou)(gou)管(guan)廊的(de)一半(ban)以(yi)上；

②模(mo)塊化及(ji)集成化節點，易裝(zhuang)配；

③基礎開挖寬度(du)減(jian)小；

④重量輕，只(zhi)有砼(tong)結構十分(fen)之一左右，對施工機(ji)械要求降低；

⑤預留充足的各類支(zhi)架包含熱力管(guan)道支(zhi)架螺栓著力點。

⑥消除(chu)了對兩側回填土施工(gong)質量(liang)對廊體結構變形的影響。

⑦回填施工(gong)簡便易(yi)行(xing)，工(gong)作量比涵洞型鋼管(guan)廊減少一半以上(shang)。

（七(qi)）節(jie)省(sheng)造價(jia)

①結構體(ti)本身(shen)材料節省；

②節省施工機(ji)械(xie)費用；

③節(jie)省砼廊體(ti)的防水處理費用；

④工(gong)期(qi)縮(suo)短后節省的(de)(de)費用：人工(gong)工(gong)資、支護(hu)樁(zhuang)租賃(lin)費、降水費、其它的(de)(de)必須的(de)(de)措施費；

⑤與砼管廊相比總體節省10%~20%左右。

（八）國家政策倡導

①裝(zhuang)配式建筑；

②綠色(se)建筑；

③工地環保；

④戰略(lve)新興產業；

⑤供給側改革。

二十(shi)一、與砼結構箱(xiang)涵比較的(de)優勢(shi)

（一(yi)）、造價節省；

（二）、工期縮短(duan)；

（三）、施工便利(li)；

（四）、密封性能強很多；

（五）、可距離運輸（2000公里運輸(shu)半徑）。